SEM30齒輪箱約束阻尼減震降噪研究.pdf

1、SEM30齒輪箱是定軸式齒輪箱，憑借其結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比穩(wěn)定和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工作環(huán)境復(fù)雜的礦山推土機(jī)等工程機(jī)械中，其在工作過程中出現(xiàn)振動(dòng)劇烈而產(chǎn)生噪聲的問題，噪聲值超出國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值，嚴(yán)重影響工程機(jī)械的正常工作和操作人員的健康。針對目前工程中采用增加齒輪箱剛度、增加阻尼、提高齒輪加工精度等減振降噪措施都未能對噪聲實(shí)現(xiàn)有效控制的問題，本研究采用板塊貢獻(xiàn)量分析的方法進(jìn)行噪聲源的準(zhǔn)確辨識，利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改法確定影響齒

2、輪箱振動(dòng)噪聲的敏感變量，采用增加齒輪箱剛度和阻尼的方案即約束阻尼結(jié)構(gòu)對齒輪箱進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到降低振動(dòng)噪聲的目的，對于齒輪箱的減振降噪有重要的理論價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。開展的主要工作如下:
　　利用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件Adams對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行多剛體動(dòng)力學(xué)分析，獲取齒輪的嚙合沖擊激勵(lì)，以此作為齒輪箱的激勵(lì)源，利用有限元法數(shù)值分析齒輪箱的模態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，結(jié)果顯示齒輪箱的第6階固有頻率與轉(zhuǎn)速為1500r/m時(shí)的齒輪嚙合頻率接近，使得

3、齒輪箱的振動(dòng)加劇;基于邊界元法利用Virtual.lab計(jì)算齒輪箱的振動(dòng)輻射噪聲，得到齒輪箱的場點(diǎn)聲壓級云圖和聲功率級曲線，齒輪箱在嚙合頻率處的噪聲達(dá)到峰值;基于聲傳遞向量法，計(jì)算齒輪箱的板塊貢獻(xiàn)量，得到齒輪箱輻射噪聲的薄弱板塊，確定齒輪箱的噪聲源，為齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)?；趧?dòng)力結(jié)構(gòu)修改計(jì)算影響齒輪箱振動(dòng)噪聲變量的靈敏度，確定敏感變量為齒輪箱的阻尼。約束阻尼結(jié)構(gòu)比自由阻尼結(jié)構(gòu)能夠耗散更多的能量，選擇約束阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4、。以齒輪箱的振動(dòng)加速度最小、齒輪箱的固有頻率頻帶最寬為優(yōu)化目標(biāo)，齒輪箱的正常工作轉(zhuǎn)速、負(fù)載、齒輪箱允許最大變形為約束條件，以齒輪箱約束阻尼層結(jié)構(gòu)（阻尼層材料、厚度等尺寸）參數(shù)為優(yōu)化變量進(jìn)行多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用Workbench計(jì)算得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，并采用優(yōu)化方案進(jìn)行振動(dòng)輻射噪聲計(jì)算，與原結(jié)構(gòu)對比分析，基于約束阻尼結(jié)構(gòu)的齒輪箱振動(dòng)輻射噪聲聲壓級與原結(jié)構(gòu)相比降低了1.6dB，齒輪箱前6階固有頻率帶寬增加了34％，約束阻尼結(jié)構(gòu)達(dá)到了良好